Przybywa inwestycji w duże farmy fotowoltaiczne. System elektroenergetyczny czekają wyzwania związane z regulacją mocy

Fotowoltaika w Polsce to nie tylko przydomowe instalacje. Równie szybko przybywa dużych instalacji przemysłowych. Wzrost inwestycji w tym segmencie rynku to głównie efekt wprowadzenia wsparcia dla takich źródeł w ramach systemu aukcyjnego. Szacuje się, że w dość krótkiej perspektywie do sieci elektroenergetycznych zostaną przyłączone instalacje o mocy kilku gigawatów, co będzie stanowić nie lada wyzwanie z punktu widzenia stabilności systemu. – Konieczna jest nie tylko standardowa modernizacja obecnej infrastruktury sieciowej, ale i przygotowanie jej na funkcjonowanie w nowych, odmiennych warunkach – wskazują eksperci WAGO.

– Farmy fotowoltaiczne w Polsce rozwijają się bardzo szybko, w tym roku osiągnęliśmy kolejne gigawaty mocy zainstalowanej – mówi agencji Newseria Biznes Marcin Bagiński, prezes zarządu RTB Developer. – Takie projekty można podzielić na dwie kategorie. Rząd wspiera głównie instalacje nieco mniejsze, o mocy do 1 MW, i takich w Polsce powstają w tej chwili setki każdego miesiąca. One są dotowane przez Skarb Państwa, dlatego dla nich ścieżka powstawania jest nieco łatwiejsza. Natomiast drugi sektor, który bardzo prężnie się rozwija, to duże instalacje. W tej chwili w Polsce jest przygotowywanych kilkaset takich inwestycji. Jednak projekt nabiera rozpędu w momencie, w którym otrzymuje tzw. warunki przyłączenia do sieci. I takich jest obecnie na rynku kilkadziesiąt, z czego kilkanaście my mamy w naszym portfelu. Średnia moc takich projektów sięga do 50 MW i myślę, że aktualnie około 1,5 GW nowych instalacji, już z wydanymi warunkami, jest planowanych do przyłączenia do sieci.

W sierpniu ubiegłego roku w Brudzewie, w powiecie tureckim, na terenach pozostałych po wydobyciu węgla brunatnego, ZE PAK uruchomił największą jak dotąd farę fotowoltaiczną w Polsce o mocy 70 MW i niemal od razu ruszyły prace nad jej rozbudową. Kolejne dwie rekordzistki, wybudowane przez RTB Developer, są zlokalizowane na Pomorzu. Bliźniacze instalacje łącznie zajmują powierzchnię ok. 60 ha.

– Farmy fotowoltaiczne Polanów Solar Park i Postomino Solar Park to instalacje o mocy ponad 30 MW każda. Na taką farmę składa się ponad 73 tys. paneli fotowoltaicznych o mocy jednostkowej przekraczającej 400 MW, 200 falowników i 35 stacji transformatorowych, a całość zamyka stacja GPO (główny punkt odbioru), której głównym elementem jest transformator mocy o mocy 31,5 megawoltoampera – wymienia Marcin Bagiński.

Wzrost inwestycji w duże farmy fotowoltaiczne, których dotąd zrealizowano kilkaset, ma miejsce od około 2020 roku i jest głównie efektem wprowadzenia wsparcia dla takich źródeł energii w ramach systemu aukcyjnego. Dane URE pokazują, że aukcje przeprowadzone w latach 2016–2020 mają doprowadzić do powstania farm fotowoltaicznych o łącznej mocy 3,2 GW. Wskaźnikiem, który oddaje dynamikę rozwoju wielkoskalowej fotowoltaiki, są też wydawane warunki przyłączenia do sieci dla farm PV, które na koniec  III kwartału ub.r. opiewały na 6,2 GW.

– Do 2025 roku w Polsce planowane jest osiągnięcie prawie 10 GW mocy w farmach fotowoltaicznych. My, z naszym portfelem projektów, jesteśmy częścią tego celu. Już w tej chwili przygotowujemy projekty o łącznej mocy ok. 2 GW – mówi prezes RTB Developer.

W związku ze wsparciem pozyskanym przez inwestorów w ramach systemu aukcyjnego dużych farm fotowoltaicznych będzie przybywać, a w dość krótkiej perspektywie czasowej do sieci elektroenergetycznych zostaną przyłączone instalacje o mocy kilku gigawatów.

– Wszystko wskazuje na to, że w systemie elektroenergetycznym będziemy mieć coraz więcej źródeł pogodowozależnych, a to oznacza przełomowe zmiany w jego modelu funkcjonowania. W najbliższych latach będzie coraz więcej elektrowni, których produkcję trudniej zaplanować, z kolei źródeł przewidywalnych, które obecnie stanowią podstawę naszego systemu elektroenergetycznego, będzie ubywać – mówi Adrian Dałek, menedżer ds. projektów energetycznych w WAGO.

Jak podkreśla, produkcja zielonej energii przez tak duże instalacje, których wydajność zależy od warunków pogodowych, będzie sporym wyzwaniem dla systemu elektroenergetycznego. Dlatego bardzo istotna jest m.in. regulacja mocy takich źródeł.

– Ta sytuacja sprawia, że konieczna jest nie tylko standardowa modernizacja obecnej infrastruktury sieciowej, ale i przygotowanie jej na funkcjonowanie w nowych, odmiennych warunkach. Dlatego budując farmy fotowoltaiczne, trzeba pamiętać o wymaganiach zawartych w kodeksach sieciowych, czyli tzw. kodeksach NC RfG, które mówią o potrzebie stosowania autonomicznych systemów regulacji mocy wytwarzanej z obiektu OZE – mówi Adrian Dałek.

Kodeks sieci określa wymogi dotyczące przyłączania do sieci urządzeń wytwórczych. Z kolei progi B, C i D wprowadzone kodeksem sieciowym stanowią granice zakresów mocy jednostek wytwórczych. Zgodnie z decyzją URE dla modułów typu B wartość progów mocy wynosi od 0,2 MW, dla modułów C – od 10 MW, a dla D – od 75 MW.

– Regulatory mocy dla farm fotowoltaicznych B, C oraz D są obecnie wymagane przez każdego operatora sieci dystrybucyjnej w Polsce – zauważa Kamil Kotkowski, inżynier ds. projektów energetycznych w WAGO.

– Nowoczesne rozwiązania do regulacji, monitoringu czy akwizycji dużej ilości danych pozwalają na zarządzanie farmą PV w czasie rzeczywistym i zapewniają stabilność pracy całego systemu elektroenergetycznego – wyjaśnia Adrian Dałek.

– Nie wyobrażam sobie funkcjonowania farmy fotowoltaicznej bez zaangażowania odpowiedniego sztabu ludzi. Ale człowiek nie jest w stanie na bieżąco monitorować i zarządzać pracą 70 tys. paneli fotowoltaicznych czy kilkuset falowników, a to są elementy farmy fotowoltaicznej, które odpowiadają za produkcję energii. Drugim elementem jest więc cały system zarządzania, który dla naszych farm fotowoltaicznych dostarczyła firma WAGO – mówi Marcin Bagiński.

Na farmach Postomino i Polanów wdrożony został autonomiczny system do regulacji mocy czynnej i biernej, który spełnia wymogi kodeksów sieciowych. Bazuje on na dostarczonym przez WAGO sterowniku PFC200 z certyfikowaną biblioteką Power Plant Control. 

– Sterownik poprzez komunikację z urządzeniami takimi jak dataloggery, inwertery, analizator parametrów sieci klasy A oraz pyranometry umożliwia autonomiczną regulację mocy w czasie rzeczywistym, zgodnie z charakterystykami opartymi na wymogach ogólnych zawartych w kodeksach sieciowych NC RfG – tłumaczy Kamil Kotkowski. – Zdalna łączność z systemem SCADA jest zapewniana poprzez komunikację z koncentratorem telemechaniki, dzięki wykorzystaniu znanych w polskiej energetyce protokołów telemetrycznych. Regulacja mocy odbywa się zgodnie z możliwościami technicznymi farmy fotowoltaicznej oraz dołączoną listą sygnałów ustalaną z lokalnym OSD.

Dzięki takiemu rozwiązaniu inwestor może efektywnie współpracować z operatorem sieci, do której farma jest przyłączona, a dzięki temu optymalnie wykorzystać jej możliwości produkcyjne.